Projekt pracowni OZE ZSP nr 2 w Gnie*nie
advertisement
Projekt pracowni OZE ZSP nr 2 w Gnieźnie Oświetlenie pracowni z wykorzystaniem PV Turbina wiatrowa współpracująca z buforową baterią akumulatorów Podgrzewanie wody w umywalni uczniowskiej za pomocą kolektorów słonecznych Pompa ciepła dla pracowni Oświetlenie pracowni z wykorzystaniem PV Wprowadzenie: Fotowoltaika - dziedzina nauki i techniki zajmująca się przetwarzaniem światła słonecznego na energię elektryczną przy wykorzystaniu zjawiska fotowoltaicznego. Zjawisko to jako pierwszy zauważył w roku 1839 A. E. Becquerel (użył tlenku miedzi zanurzonego w elektrolicie). Wprowadzenie: Głównym surowcem do produkcji ogniw fotoelektrycznych jest krzem - jeden z podstawowych składników naszej Planety, ale niestety najrzadziej występująca jego odmiana - krzem krystaliczny. Wprowadzenie: Zawężamy się do krzemowych ogniw polikrystalicznych, bowiem na ich bazie produkujemy moduły. Z takiego krzemu powstaje ok. 95% ogniw będących podstawowym elementem modułów. Wprowadzenie: Ogniwo jest dwuwarstwowe - warstwa pozytywna (+) i negatywna (-). Między tymi warstwami w momencie gdy pada na nie promieniowanie świetlne powstaje napięcie i płynie prąd elektryczny. Jego grubość to 150 do 250 mikrometrów. Wprowadzenie: Podstawowe, najczęściej stosowane do produkcji modułów wymiary to kwadraty o bokach 5 lub 6 cali czyli odpowiednio 125 i 156 mm. Pojedyncze ogniwa są łączone w pasy, a te łączone ze sobą. Wprowadzenie: Celem naszego działania jest zaprojektowanie oświetlenia w pracowni, wykorzystująceg o Odnawialne Źródła Energii w celu jego zasilania. Sala lekcyjna: • Świetlówki: • Moc 25W • Strumień świetlny od 1 – 1700 lm • Trwałość 6 lat • Efektywność energetyczna A • Kolor: światło dzienne • Modernistyczny wygląd • Wymagana ilość min: 17, lecz ilość dobrana wynosi 18, ze względy na parzyste i symetryczne ich rozmieszczenie Obliczenia: • Panele fotowoltaiczne: • Powierzchnia: 1.58m x 0.80m • Wydajność: 17,57% • Typ: monokrystaliczny • Cena: 765zł za szt. • Moc: 190W • Napięcie: 36,00V • Masa: 15,6kg • Średnia roczna moc 160 kWh •Średnia trwałość: 25lat Panele fotowoltaiczne: • Wymagana roczna moc648kWh • z 1 panela 160kWh wymagane min. 5 sztuk 800kWh (uwzględniając spadek sprawności po latach) • Ilość: 5 sztuk • Łączna cena: 3825zł Panele fotowoltaiczne: Rozmieszczenie: Na zamieszczonym zdjęciu widnieje budynek, w którym znajduje się sala projektu OZE. Wokół budynku nie znajdują się żadne wysokie obiekty, które mogły by zasłaniać promienie słoneczne, tak więc możliwość rozmieszczenia paneli na dachu jest dowolna. Panele fotowoltaiczne: Sugerowany obszar Akumulator: • Wymagana pojemość: 500Ah • Pojemnosć: 250Ah * 2 500Ah • Żywotność 12 lat • Cena 1690zł * 2 3380zł • Masa: 70kg Regulator ładowania: • Żywotność: ok 12lat • Cena: 499zł • Sprawność: 99,7% Inwerter: • Cena: 698zł • Moc: 500W • Masa: 6kg • Sprawność 90% • Trwałość: ok. 12lat Obliczenia: • Łączna suma zakupu 6777zł • Czy inwestycja jest opłacalna … ? 3825zł + 3380zł* + 499*2 + 698*2 ? 9599zł (rozłożone na 25 lat, ze względu na trwałość paneli) • Ilość pieniędzy wydanych na oświetlenie w ciągu 25 lat ? 13.608zł • Inwestycja jest opłacalna Zagadnienie opracowali: Adam Jóźwiak - info.: panele, świetlówki, wprowadzenie, schemat ideowy, obliczenia, Bryan Ober - prezentacja, info.: akumulator, regulator ładowania, inwerter, obliczenia, schemat ideowy. Powrót TURBINA WIATROWA WSPÓŁPRACUJĄCA Z BUFOROWĄ BATERIĄ AKUMULATORÓW Wydajność, niezawodność, bezpieczeństwo, czysta energia. KONCEPCJA I RYS HISTORYCZNY Siłownie wiatrowe o pionowej osi obrotu rozwijały się znacznie wolniej w porównaniu z siłowniami o poziomej osi obrotu. Jednym z prekursorów ich rozwoju był francuz Darrieus w 1931 roku. Opatentował on wirnik, który jest obecnie nazywany od jego nazwiska. Mimo prostej budowy i braku potrzeby stosowania układu naprowadzania na kierunek wiatru wirnik tego typu nie znalazły bardzo dużego zastosowania. Jedną z przyczyn była wada siłowni polegająca na tym, że mają one prawie zerowy moment rozruchowy i potrzebują do rozruchu jakiegoś zewnętrznego napędu. Obecnie siłownie z wirnikiem Darrieusa mają w wyposażeniu silniki elektryczne, które pomagają przy rozruchu. Przykład pierwszej konstrukcji Darrieusa z 1931 r. JAK TO DZIAŁA? Działanie takiej turbiny opiera się na zjawisku wytwarzania przez łopaty wirnika siły nośnej. Wirniki tego typu osiągnęły dość pokaźne rozmiary osiągając nawet 300kW mocy przy wymiarach (licząc powierzchnię omiataną w płaszczyźnie pionowej) zbliżonej do turbin tradycyjnych (o poziomej osi obrotu), z czego wynika stosunkowo wysoka sprawność tego typu wiatraków. Załóżmy że wybieramy ok. 0.1 m tradycyjnego wirnika, aby przeanalizować jego wpływ dla wytwarzania energii. Biorąc ten wycinek koło osi obrotu otrzymamy: P=π *r2= 3.14*0.12= 0,03 m2, lecz gdy weźmiemy wycinek odległy o 1 m od osi obrotu ∆ P=P2-P1=(π *1.12)-(π *12)=3,7994-3,14 = 0,66 m2 gdy to samo policzymy dla odległości 10 m od osi.. ∆ P=P2-P1=(π *10.12)-(π *102)=320,31-314 = 6,31 m2 Widać z tego, że największy udział w produkcji energii ma zewnętrzna część wirnika środek ma marginalne znaczenie. JAK TO DZIAŁA? CD. W przypadku rotora Darrieusa cała łopata znajduje się w maksymalnej odległości od osi obrotu. Dlaczego więc nie jest to najsprawniejszy ze znanych wiatraków ? Łopaty tego wirnika wraz z ruchem obrotowym stale zmieniają kąt natarcia względem wiejącego wiatru od kątów ujemnych poprzez optymalne (wtedy faktycznie chwilowa sprawność jest bardzo wysoka) aż do przekroczenia krytycznych kątów natarcia (przeciągnięcia) wytwarzając niepotrzebny lecz oczywisty opór. Idąc dalej tym tokiem myślenia dochodzimy do oczywistego, lecz najważniejszego wniosku, turbina ta jest niepodatna na kierunek wiejącego wiatru, co gwarantuje stabilną pracę, oraz upraszcza konstrukcję o mechanizm kierujący wirnik pod wiatr. KIERUNEK WIATRU A SIŁA NOŚNA Turbinę pionową cechuje to, że przez 1. 180 stopni obrotu jest wystawiona na działanie wiatru, drugie 180 stopni znajduje się w cieniu aerodynamicznym. 2. 1. 3. 2. 3. WYBÓR LOKALIZACJI TURBINY Decyzja o lokalizacji miejsca pod elektrowni wiatrowej powinna być poprzedzona analizą wiatrów występujących w danym rejonie oraz rozmieszczeniem i wysokością przeszkód terenowych w najbliższej okolicy. Jeśli to możliwe, należy skorzystać z danych historycznych przedstawiających rozkład sił i kierunków wiatru na danym obszarze. Aby turbina działała właściwie, nie powinna być umieszczona w zaburzonym przepływie powietrza za przeszkodami. WIELKOPOLSKA FARMĄ WIATROWĄ? Województwo wielkopolskie posiada korzystną lokalizację pod względem występowania wiatrów nadających się do wykorzystania pod budowę siłowni wiatrowych. Wiatry tu wiejące są stabilne, występują już na niskich wysokościach, a brak przeszkód orograficznych sprawia, że nie są zawirowane co korzystnie wpływa na sprawność turbin wiatrowych i ich równomierną pracę oraz niezachwianą produkcję energii. WYKRES MOCY DO WIATRU Wykres ten przedstawia zależność wytwarzanej mocy [W] do wiatru [m/s] dla turbiny o trzech łopatach o mocy znamionowej 800W. Jak widać moc rośnie wykładniczo w stosunku do prędkości wiatru. Elektrownie wiatrowe VAWT posiadują dużą masę bezwładności stąd porywy wiatru nie są w stanie zwiększyć chwilowej mocy wytwarzanej przez elektrownię. Takie porywy liczy się do średniej pomiarowej prędkości wiatru, ale nie generują przyrostu mocy. KSZTAŁT WIRNIKA Istnieje wiele kształtów wirników stosowanych w pionowych turbinach wiatrowych, o różnych ilościach łopat. Najkorzystniejszy układ to dwie lub trzy łopaty, umieszczone symetrycznie. Konstruuje się również skręcone wirniki. DOBÓR GENERATORA Małe elektrownie wiatrowe pracują podczas wiatru wiejącego z prędkością od 3m/s, gdy generowana moc jest niewielka, do 18 m/s po przekroczeniu której elektrownia jest zatrzymywana ze względów bezpieczeństwa. W warunkach naszego kraju przyjęto znamionować parametry małych elektrowni wiatrowych dla prędkości wiatru 10 m/s. Wiatr ten jest dynamiczny, charakteryzuje go dużą zmiennością prędkości i kierunku. Od generatorów wymaga się: - długotrwałej, bezawaryjnej pracy bez potrzeby przeprowadzania prac konserwacyjnych, - użyteczna praca generatora powinna obejmować szeroki zakres rozwijanych prędkości obrotowych, - odporności na działanie warunków atmosferycznych, - niskiej wartości momentu zaczepowego Wybór generatora dla małej elektrowni wiatrowej jest uzależniony m.in.: od charakterystyki turbiny wiatrowej, sprzęgnięcia generatora z turbiną, charakteru obciążenia, warunków chłodzenia oraz systemu sterowania pracą elektrowni. GENERATOR ASYNCHRONICZNY Ze stała prędkością wirowania, lub zmienną skokowo pracują generatory indukcyjne (asynchroniczne), jedno lub dwubiegowe. Maszyna ta jest bardzo niezawodna, stosunkowo tania i odporna na przeciążenia. Niezwykle pożyteczne jest też zjawisko poślizgu. Dzięki niemu prądnica nieznacznie zwiększa lub zmniejsza prędkość, jeśli zmienia się moment napędowy. Jest to największą zaletą w stosunku do prądnicy synchronicznej. Wadą generatorów asynchronicznych jest konieczność zasilenia uzwojenia stojana przed rozpoczęciem pracy. Jak wynika z charakterystyki powyżej, zastosowanie stałej prędkości obrotowej uniemożliwia optymalne wykorzystanie energii wiatru. Częściowo problem ten rozwiązuje się stosując generatory dwubiegowe. Przy słabym wietrze mogą one pracować z mniejszą prędkością obrotową. Można spotkać także rozwiązanie w postaci dwóch osobnych prądnic w jednej gondoli dla różnych prędkości wiatru. Układ z maszyną asynchroniczną o przełączanej liczbie biegunów znalazł szerokie zastosowanie w świecie elektrowni wiatrowych. Pomimo swoich niedoskonałości jest popularny ze względu na swoja prostotę i cenę. GENERATOR SYNCHRONICZNY Innym rozwiązaniem stosowanym w elektrowniach wiatrowych są generatory synchroniczne wolnoobrotowe bez przekładni, bądź generatory synchroniczne wysokoobrotowe z przekładnią mechaniczną. Obydwa rozwiązania ze względu na zmienną częstotliwość napięcia wymagają stosowania przekształtników energoelektronicznych w obwodzie stojana oraz układu regulacji wzbudzenia w obwodzie wirnika. W najnowszych rozwiązaniach generatorów synchronicznych preferuje się stosowanie wzbudzenia od magnesów trwałych - eliminuje to układ do regulacji prądu wzbudzenia oraz pierścienie ślizgowe wraz z układem szczotek. Główną wadą tego rozwiązania w porównaniu do elektrowni z generatorem indukcyjnym jest brak poślizgu. Każdy gwałtowny podmuch wiatru stwarza zagrożenie wypadnięcia układu z synchronizmu i uszkodzenia przekładni oraz generatora. PRZEKŁADNIA Moc z wirnika do generatora jest przekazywana za pomocą wału wolnoobrotowego (głównego), przekładni i wału szybkoobrotowego. Pominięcie tego układu w tradycyjnym generatorze jest niemożliwe, gdyż wtedy prędkość wirnika będzie wynosić 1000 - 3000 obr/min (średnio prędkość ta wynosi 22 obr/min ). Można ominąć ten problem budując wolnoobrotowy generator wielobiegunowy. Aby uzyskać rozsądną prędkość wirnika 30 obr/min, maszyna taka musiałaby jednak mieć 100 par biegunów (przy sieci 50 Hz). Pociągnęłoby to za sobą wzrost masy wirnika, a więc i wzrost momentu obrotowego potrzebnego do jego napędzania, nie wspominając o większych kosztach. Dlatego bardzo praktycznym rozwiązaniem, znanym z przemysłu motoryzacyjnego, jest zastosowanie przekładni multiplikatorowej. Mając przekładnię możemy wybrać między niską prędkością obrotową i wysokim momentem napędowym otrzymywanym od wirnika a wysoką prędkością obrotową i niskim momentem napędowym. Przekładnia w turbinie pracuje przy jednym, stałym przełożeniu. Przykładowo dla elektrowni o niskiej mocy jest to zazwyczaj przełożenie 1:50. WPŁYW NA LUDZKIE ZDROWIE Z czynników mogących wpływać na zdrowie ludzkie najczęściej wymieniane są efekty akustyczne i optyczne generowane przez obracające się turbiny. Oprócz hałasu w zakresie słyszalnym turbiny wiatrowe generują infradźwięki, czyli fale w zakresie częstotliwości mniejszych od słyszalnych. Poziom tego hałasu jest zależny od przyjętej konstrukcji i waha się w granicach 100–107 dBA przy turbinie. Maleje w miarę oddalania się od niej. Turbina wybudowana w złej lokalizacji. Berkshire, Anglia EFEKT MIGOTANIA CIENI Obracające się łopaty wirnika turbiny wiatrowej rzucają na otaczające je tereny cień, powodując tzw. efekt migotania. Z efektem migotania cieni mamy do czynienia głównie w krótkich okresach dnia, w godzinach porannych i popołudniowych, gdy nisko położone na niebie słońce świeci zza turbiny, a cienie rzucane przez łopaty wirnika są mocno wydłużone. Jest on szczególnie zauważalny w okresie zimowym, kiedy to kąt padania promieni słonecznych jest stosunkowo mały. Efekt ten jest przyczyną występowania zespołu objawów, na który składają się: zaburzenie i pogorszenie jakości snu, ból głowy, szum w uszach, zawroty głowy, nudności, pogorszenie ostrości widzenia, drażliwość, problemy z koncentracją i pamięcią oraz napady paniki, związane z uczuciem przemieszczania się lub drżenia wewnątrz ciała, które pojawia się zarówno w czasie snu, jak i na jawie. Objawy te występują, gdy badane osoby znajdują się w pobliżu turbin wiatrowych i samoistnie ustępują, gdy się od nich oddalają. EFEKT MIGOTANIA CIENI CD. Intensywność zjawiska migotania cieni, a tym samym jego odbiór przez człowieka, uzależnione są od kilku czynników: - wysokości wieży i średnicy wirnika, - odległości „obserwatora” od farmy wiatrowej; im zabudowania są bardziej oddalone od inwestycji, tym efekt migotania jest mniejszy. Zakłada się, że nie jest on w ogóle dostrzegalny przy odległości równej 10-krotnej długości łopaty, - obecności drzew pomiędzy turbiną wiatrową a „obserwatorem”; znajdujące się pomiędzy turbiną wiatrową a „obserwatorem” drzewa znacznie redukują efekt migotania cieni WYBÓR LOKALIZACJI DLA TURBINY NA TERENIE CENTRUM KSZTAŁCENIA PRAKTYCZNEGO WYBÓR LOKALIZACJI DLA TURBINY NA TERENIE CENTRUM KSZTAŁCENIA PRAKTYCZNEGO CD. Niebieską strzałką oznaczony został blok mieszkalny o dwunastu kondygnacjach. Budynek ten w sposób oczywisty burzy równomierny i naturalny przepływ mas powietrza, co niekorzystnie wpływa na wyniki pracy turbiny umieszczonej w jego sąsiedztwie, zwłaszcza, biorąc pod uwagę to, że na terenie Polski przeważają wiatry na osi zachód – wschód, czyli od strony owego budynku. Miejsce to nie może być brane pod uwagę przy planowaniu rozmieszczenia systemu turbin wiatrowych. Na poniższym zdjęciu pokazano: blok mieszkalny (po lewej stronie), teren CKP (po prawej stronie) WYBÓR LOKALIZACJI DLA TURBINY NA TERENIE CENTRUM KSZTAŁCENIA PRAKTYCZNEGO CD. Zieloną strzałką oznaczone zostało osiedle bloków o pięciu kondygnacjach. Budynki te mimo swej niedużej wysokości w porównaniu do poprzedniego obiektu oraz większej odległości od Centrum Kształcenia Praktycznego stanowią realną przeszkodę i mają znaczący wpływ na układ przemieszczających się mas powietrza. Jest ich dużo przez co tworzą się tam lokalne zawirowania oraz wiatry tunelowe, których cechą jest zwiększona prędkość oraz porywistość. WYBÓR LOKALIZACJI DLA TURBINY NA TERENIE CENTRUM KSZTAŁCENIA PRAKTYCZNEGO CD. Najbardziej korzystną lokalizacją byłoby południowe skrzydło, z uwagi na otaczające osiedle domów jednorodzinnych o niskich wysokościach i rzadkiej zabudowie oraz bezpośrednie wystawienie na wiatry lokalnie tam wiejące. Gwiazdką zostało oznaczone miejsce najbardziej dogodne do ustawienia turbiny. WYBÓR TURBINY Z OFEROWANYCH NA RYNKU Na rynku najbardziej odpowiednim modelem dla naszego zastosowania jest SWV 500 produkowany przez firmę RMS Polska. Jego moc znamionowa to 500W przy napięciu 24V. AKUMULATORY Do wcześniej wybranego modelu turbiny zaleca się użyć dwóch akumulatorów o pojemności 110 Ah każdy. Najkorzystniej prezentuje się akumulator żelowy MoverPlus o oznaczeniu MP-EV 12V 110Ah. Przy jego konstruowaniu brane pod uwagę zostały również systemy OZE, przez co przystosowany jest do pracy cyklicznej. Gwarantuje też pełny powrót ze stanu głębokiego rozładowania, nawet jeśli ładowanie ma miejsce po jakimś czasie. Niewątpliwe zalety tego modelu to odporność na pracę przy niestabilnej sieci zasilającej oraz codzienne, powtarzające się rozładowania. Specyfikacja: HYBRYDOWE SYSTEMY ZASILANIA Hybrydowe systemy zasilania oparte są na współpracy turbiny wiatrowej i ogniw fotowoltaicznych. Idea powstania takiego systemu jest prosta, opiera się na ciągłym generowaniu energii. Oba systemy pracują niezależnie co jest ogromnym ich plusem, jeśli mamy wietrzny, pochmurny dzień to turbiny w większym stopni będą ładować akumulatory i na odwrót, przy bezwietrznym i słonecznym dniu, to ogniwa fotowoltaiczne dostarczą większość energii. Zależność ta istnieje też w cyklu dobowym, nocą przy braku słońca turbiny pracują, a od świtu do zmierzchu ogniwa również mają swój udział przy generowaniu energii. 1. Turbina wiatrowa. 2. Ogniwa fotowoltaiczne. 3. Regulator ładownia. 4. Akumulatory. 5. Potencjalne odbiorniki na prąd stały. 6. Inverter. 7. Potencjalne odbiorniki na prąd przemienny. AUTORZY PRACY Daria Skolasińska: korekta tekstu, dobór akumulatorów, zapoznanie się z rynkiem turbin wiatrowych. Mikołaj Krysiak: oddziaływanie na społeczeństwo, ustalenie potencjalnego miejsca ustawienia turbiny, rys historyczny, charakterystyka generatorów. Maciej Będzieszak: nadzór merytoryczny, sprawdzenie ofert i wybranie odpowiedniej turbiny, obliczenia, wykonanie prezentacji, ustalenie przeszkód dla potencjalnej turbiny. Powrót Podgrzewanie wody w umywalni uczniowskiej za pomocą kolektorów słonecznych Co to jest solar ? • Kolektor słoneczny – urządzenie do konwersji energii promieniowania słonecznego na ciepło. Energia słoneczna docierająca do kolektora zamieniana jest na energię cieplną nośnika ciepła, którym może być ciecz (glikol, woda) lub gaz (np. powietrze). Dlaczego warto zainstalować solar Największą zaletą kolektorów słonecznych jest ich ekologiczny i oszczędny charakter. Kolektory słoneczne nie produkują bowiem spalin, a ich zastosowanie przyczynia się do ograniczenia emisji dwutlenku węgla do atmosfery i odciąża domowy budżet, gdyż korzystają one z darmowej energii słonecznej. Szacuje się, że dzięki zainstalowaniu w domu jednorodzinnym typowego zestawu solarnego dla trzy-czteroosobowej rodziny zużywającej dziennie 150-200 l ciepłej wody użytkowej o temperaturze 50°C można zmniejszyć zapotrzebowanie na ciepło z innych źródeł o 1500-2000 kWh rocznie. Przykładowe kolektory słoneczne Inne Kolektory słoneczne skupiają promienie energii słonecznej na swoich panelach i zamieniają ją na energię cieplną, która transportowana jest do różnych odbiorników w budynkach. Budowa kolektora słonecznego Rodzaje kolektorów • płaskie: – cieczowe, – gazowe, – dwufazowe, • płaskie próżniowe, • próżniowo-rurowe (nazywane też próżniowymi, w których rolę izolacji spełniają próżniowe rury), • skupiające (prawie zawsze cieczowe), • specjalne Kolektory próżniowo-rurowe Z czego się składają • rur próżniowych, w których element zbierający ciepło, tzw. absorber , znajduje się w próżni, co znacznie poprawia działanie kolektora w obrębie szerokości geograficznych, na jakich znajduje się Polska. Absorpcja ciepła słonecznego nie jest wówczas uzależniona w tak znaczącym stopniu od temperatury zewnętrznej, dzięki czemu stosując panel tego typu można liczyć na zyski ciepła w instalacji nawet w mroźne zimowe słoneczne dni, • niektóre z kolektorów posiadają zwierciadło, dodatkowo doświetlające absorber ze strony odsłonecznej. Jest ono wykonane poza rurkami, bądź naniesione na rurkę próżniową w postaci lustra, w zależności od sposobu wykonania. Najbardziej znane zastosowania • • • • • podgrzewanie wody użytkowej, podgrzewanie wody basenowej, wspomaganie centralnego ogrzewania, chłodzenie budynków, wytwarzanie ciepła technologicznego. Jak działa ? Dlaczego kolektory próżniowe? 1. Są bardziej wydajne niż inne 2. Wymagają mniejszej powierzchni zabudowy 3. Ich trwałość wynosi około 25 lat Proponowany kolektor Dane Jeden kolektor na czteroosobową rodzinę która zużywa 200 litrów bieżącej wody dziennie kosztuje w granicach 12 000 zł. Może on zaoszczędzić rocznie około 2 000 kWh energii. Koszt zasilania jednej pompy przez cały okres użytkowania mieści się w granicach 3 000 zł. Ewentualne naprawy 1 000 zł. Pięć kolektorów ma za zadanie ogrzewanie wody bieżącej w budynku z której ma korzystać około 20 osób. Dane • • • • Ilość osób 20 Ilość kolektorów 5 Cena kolektorów około 60 000 zł Ilość zaoszczędzonej energii 10 000 kWh (rocznie) 1 kWh kosztuje około 0,70 zł Dane Koszty eksploatacji (przez cały okres użytkowania kolektorów): • zasilanie pompy 15 000 zł, • serwis i ewentualne naprawy 5 000 zł Obliczenia 60 000 zł + 20 000 zł = 80 000 zł Cena kolektorów [5 szt.] 10 000 kWh * Koszty eksploatacji 25 = Całkowity koszt 250 000 kWh Ilość zaoszczędzonej Trwałość Ilość energii energii w ciągu roku kolektora otrzymanej po 25 latach użytkowania Obliczenia 250 000 kWh Ilość zaoszczędzonej energii * 0,7 zł = 175 000 zł Koszt 1 kWh Ilość zaoszczędzonych pieniędzy 175 000 zł. jest to cena którą powinniśmy zaoszczędzić w ciągu 25 lat bez odjęcia kosztów za kolektory które kupiliśmy. Po odjęciu będzie ona wynosiła około 95 000 zł. Ustawienie kolektora Atutami do założenia kolektorów na budynku naszej pracowni są: • brak jakichkolwiek przeszkód które mogłyby zasłaniać kolektor słoneczny, • płaski dach budynku Tak powinno to wyglądać Proponowana lokalizacja kolektorów słonecznych Wykonali: Jan Kozanecki - obliczenia, wyszukanie odpowiednich paneli, kosztorys, Jakub Anglard - ogólny opis paneli. Powrót Pompa ciepła dla pracowni Co to jest pompa ciepła? Pompa ciepła jest urządzeniem działającym ekologicznie, bezpiecznie, jest nowoczesną metodą ogrzewania domu. Działanie pompy ciepła jest oparte na dość prostym mechanizmie. Pompy ciepła pobierają ciepłą energię z pewnego źródła, którego temperatura jest niższa niż w pomieszczeniu, które zamierzamy ogrzać i przetwarza (pompuje) to ciepło tak, aby miało wyższą temperaturę niż na początku. DOLNE ŻRÓDŁO (o niskiej temperaturze) → POMPA CIEPŁA (wyposażona w sprężarkę) → GÓRNE ŹRÓDŁO (wysoka temperatura). Zasada działania pompy ciepła znana jest od ponad wieku. Lodówki bowiem działają na podobnej zasadzie, co pompy ciepła - pompują ciepło z komory chłodniczej do pomieszczenia. W przypadku pompy ciepła sytuacja jest taka sama z tą różnicą, że pompa ciepła wyposażona jest w większa sprężarkę i tłoczy ciepło z otoczenia do budynku. Można sobie wyobrazić, że pompa ciepła spręża energię zgromadzoną w jednym miejscu np. w gruncie i pompuje ją w drugie miejsce. Rodzaje pomp ciepła: 1. Ziemna pompa ciepła. 2. Powietrzna pompa ciepła. 3. Pompa typu woda-woda. Jakie są różnice pomiędzy typami? Podstawową różnicą pomiędzy typami pomp ciepła, to skąd dolne źródło pobiera niską temperaturę. Odpowiednio ziemna pompa ciepła uzyskuje niską temperaturę z ziemi, powietrzna pompa ciepła z powietrza, a pompa typu woda-woda z wody. Jakie są koszty montażu pomp ciepła? Koszty montażu pompy ciepła są zależne głównie od dwóch czynników: • Rodzaju pompy ciepła. • Powierzchni budynku (czym większy budynek, tym moc pompy musi być wyższa) Tabela przedstawia koszty założenia pompy ciepła dla 4 osobowej rodziny, która mieszka w domu o powierzchni 200 m2. System i jego elementy składowe Ceny [zł] min. powietrze – woda woda – woda bezpośrednie odparowanie – woda solanka – woda kolektor poziomy solanka – woda kolektor pionowy pompa ciepła inne koszty Razem pompa ciepła źródło dolne – 2 studnie inne koszty Razem pompa ciepła źródło dolne podgrzewacz c.w.u. inne koszty Razem pompa ciepła źródło dolne – kolektor poziomy inne koszty Razem pompa ciepła źródło dolne-kolektor pionowy inne koszty Razem 15 900 2200 18 100 20 800 6000 5000 31 800 24 270 3360 8750 6700 43 080 27 900 10 000 2000 39 900 27 900 16 000 2000 45 900 maks. 32 000 2000 34 000 27 100 10 000 6000 43 100 32 090 3360 8950 8450 52850 30 980 12 000 2000 44 980 29 200 25 000 8400 62 600 Wydajność pomp ciepła. Podstawowym czynnikiem wpływającym na wydajność pompy ciepła to wewnętrzna sprawność urządzenia, która jest zależna od silnika sprężarki zamontowanej w pompie. Kolejnym czynnikiem wpływającym na sprawność jest różnica temperatur dolnego i górnego źródła. Koszty związane z użytkowaniem pompy ciepła. Wypowiadający się na różnych forach internetowych użytkownicy pomp ciepła, które zamontowane są w domach jednorodzinnych szacują swoje wydatki na poziomie 1500zł2000zł na rok. Jednak większość użytkowników posiada ziemne pompy ciepła i podane koszty mogą być nieadekwatne do innych rodzajów pomp ciepła. Aby poznać kwotę, którą musielibyśmy wydać na ogrzewanie trzeba podać dokładne dane budynku. Kwota ta jest inna dla każdego budynku. Co to jest COP ? Współczynnik wydajności cieplnej , COP (coefficient of performance), jest to stosunek pomiędzy mocą grzewczą pompy ciepła a niezbędną do napędu sprężarki mocą elektryczną. Zwykle w danych technicznych jest on podawany zgodnie z normą EN 255 dla parametrów 0°C temperatury na wejściu do pompy ciepła z dolnego źródła i 35°C na zasilaniu systemu grzewczego. Wartość COP jest ściśle zależna od tych dwóch temperatur. Przykładowo FIGHTER 1240 10 kW: przy 0/35 COP=5,04, a przy 0/50 COP=3,65. Jaką pompę potrzebujemy i ile grzejników Jaką pompę potrzebujemy i ile grzejników. Jaką pompę potrzebujemy i ile grzejników. Jaką pompę potrzebujemy i ile grzejników. Pompa dla naszej pracowni. Poniżej prezentowana pompa ciepła jest urządzeniem przeznaczonym do ogrzewania ciepłej wody użytkowej, centralnego ogrzewania i klimatyzowania. Doskonała dla domów jednorodzinnych, dużych mieszkań, apartamentów. Dla naszych potrzeb najlepszą pompą będzie pompa typu powietrze-woda. Taki wybór umotywowany jest tym, że nie potrzeba wykonywać odwiertów, oraz tym, że w połączeniu z turbokominkiem, czy kotłem na biomasę, będzie ona bardziej opłacalna. Prezentowana pompa posiada odpowiednią moc i do ogrzania pomieszczenia pracowni będzie się idealnie nadawać. Pompa dla naszej pracowni. COP pompy należny do najwyższych na rynku i wynosi zimą ~ 3,3-3,8, a latem do 6. Oznacza to że wysoko wydajna sprężarka działająca w technologii EVI bezpośredniego wtrysku gazu, umożliwiająca płynną regulację wydajności w zależności od potrzeb, jest w stanie wyprodukować 3,3-6 kW ciepła z 1 kW energii elektrycznej. Pompa pracuje, pobierając ciepło z otaczającego powietrza poprzez jednostkę zewnętrzną. Za pomocą modułu hydraulicznego następuje przekazanie ciepła wodnej instalacji centralnego ogrzewania i ciepłej wody użytkowej. Pompa dla naszej pracowni. Pompa ciepła pozwala niewielkim kosztem na ogrzanie domu, mieszkania itp. Koszty takiej instalacji zwracają się w stosunkowo krótkim czasie użytkowania. Gdy temperatura zewnętrzna powietrza spadnie poniżej -25C system załączy awaryjne grzałki. Pompa dla naszej pracowni. • • • • • • • • • Parametry kompaktowej pompy ciepła VENUS EVI 10: moc grzewcza - 10,8 kW moc chłodnicza - 7,6 kW grzałka awaryjna 3/6/9 kW( na obodzie CO i w zasobnikuCWU) zasobnik na CWU 150l wbudowany( system antybakterii + anoda magnezowa) panel sterujący dotykowy waga 280 kg zasilanie - 400V/3f/ wymiary 1720x600x740 mm VENUS EVI 10 Grzejniki dla naszej pracowni. Według naszych wyliczeń potrzebna jest moc 10260W, lecz wskazane jest zamontowanie grzejników o nieco większej mocy ponieważ będzie to zabezpieczenie na wypadek zapotrzebowania na większą moc grzejnika. Grzejnik Buderus 600x3000 typ 22 to grzejnik o nominalnej mocy 6357 W. W naszej pracowni potrzeba zamontować dwa takie grzejniki, aby uzyskać dostateczną moc. Cena za sztukę wynosi 1300 zł Buderus 600x3000 typ 22 Koszty Pompa ciepła ok. 23 000 zł Grzejniki ok. 2600 zł Koszt montażu ok. 6000 zł * Razem ok. 31 600 zł *Cena podawana przez użytkowników pomp na forach internetowych. Wykonał: Tomasz Kryszak Powrót
